Petri網在報廢汽車影響因素研究中的應用

侯建

（長春汽車工業高等專科學校，吉林 長春 130013）

Petri網在報廢汽車影響因素研究中的應用

侯建

（長春汽車工業高等專科學校，吉林 長春 130013）

隨著汽車保有量的增加，報廢汽車的數量不斷擴大，這既存在安全隱患，又對環境造成不良影響。本文對汽車產品生產、銷售、使用、報廢、回收及再利用過程的全生命周期的資源利用過程進行分析, 確立了汽車再生資源利用系統各變量之間的因果關系，進而建立了報廢汽車動態模型，利用系統動態學方法建立了汽車再生資源因果關系圖和流量存量圖；使用Petri網相關理論，建立了報廢汽車量Petri網模型。根據模型對報廢汽車量的相關影響因素，結合報廢汽車的生命周期進行分析，得出了影響汽車報廢量的七個主要因素。

報廢汽車量；Petri網 ；影響因素

隨著汽車保有量持續增長，報廢車輛數量也快速增加，由此帶來的環境資源問題日益嚴峻。因此，對報廢汽車建立一套完整而合理的預測回收利用體系迫在眉睫。報廢汽車回收拆解再利用是合理利用和節約資源、保護環境的重要渠道，是我國實現經濟可持續發展的重要措施。

1 研究現狀

目前，對于汽車報廢量預測采用估算的方法，按全國汽車保有量的5%～8%來進行估算，但是這個方法忽略了其他因素對汽車報廢量的協同影響；相關部門在對汽車報廢標準規定了報廢年限的同時，也對延緩報廢進行了規定，所以直接根據報廢年限來對報廢汽車數量預測進行預測的過程中，存在嚴重偏差。

Andersen以人口數量、人均汽車保有量等數據和汽車生產日期分布為因素，確定了歐盟國家報廢汽車基線預測量方法。

Mahdi Mahmoudzadeh，對報廢車輛逆向物流網絡進行設計，實現網絡總成本最小化。金曉紅，儲江偉等確立了汽車報廢系統各變量之間的因果關系；利用系統動態學方法建立和分析了汽車報廢系統流圖。李文麗分析了各種回收模式的利與弊，建立了回收模式評價指標體系 。

2 Petri網概述

經典的Petri網是簡單的過程模型，由庫所、變遷和有向弧等元素組成的。Petri網是系統建模的重要工具，主要用于設計和分析系統，其特點是著眼于模型內產生的變化、變化產生的條件、變化的影響以及變化間的關系等。

定義1：一個Petri網可以用一個五元組來表示，PN=（P，T，I ，O ，M0），

其中：

P={P1，P2，…，Pn}表示庫所(Place)的有限集合，n≥0。

T={t1，t2，…，tm}表示變遷(Transition)的有限集合，m≥0。

I ：P×T →N[“×”是兩集合(空間)的笛卡兒乘積運算，“N”代表零和正整數集]前集(Pre set)函數，代表從庫所到變遷的弧。

O： T×P →N則是后集(Post set)函數，代表從變遷到庫所的弧，與I相反。

M0：是初始標識(Marking)，一個帶有初始標識的網用(PN ,M0)表示。

定義2：一個Petri網PN的標識(Marking)是一個函數向量M： P →N。

定義3：I（ Pi， tj）表示庫所Pi到變遷tj的有向弧連接，且I（ Pi， tj）=K表示該弧的權系數值為K，類似的O（ Pi， tj）表示從變遷tj到庫所Pi的有向弧連接，其值為權系數，等于零表示不存在有向弧連接。

工作流語言與Petri網的對應關系如圖1所示。

Petri 網具有足夠豐富的表達能力，串行結構、選擇結構和并行結構，如圖 1所示，這些原語被無歧義地映射成 Petri 網的表達形式。圖中以變遷表示實際的活動，而庫所則表示活動發生的因果關系，即條件。

3 報廢汽車Petri網模型的建立

依據影響汽車報廢量的主要因素，通過這些因素對報廢汽車進行Petri網模型的建立。

圖1 工作流語言與Petri網對應關系

定義PN=（P, T ,I ,O ,M0），其中P={P1,P2,….P14}是庫所的有限集合，n≥0。P1=城鎮居民收入；

P2=旅客周轉量；

P3=公路貨物周轉量；

P4=汽車需求量；

P5=汽車產銷量；

P6=汽車銷售量；

P7=汽車生產量；

P8=汽車保有量；

P9=報廢速度；

P10=汽車報廢量；

P11=汽車電子技術的發展；

P12=國民生產總值GDP；

P13=生產速度；

P14=原材料的使用。

T={t1,t2,…,t8}是變遷(Transition)的有限集合，t1=居民消費；

t2=旅客周轉；

t3=公路貨物周轉；

t4=汽車供求比；

t5=汽車銷售；

t6=汽車報廢；

t7=汽車維修；

t8=產品生產。

I ：P ×T →N，N=15。

O： T ×P →N，N=10。

則PN=（P, T ,15 ,10 ,M0）。

我們可以分析出城鎮居民收入P1促進城鎮居民消費t1進而促進汽車需求量P4，旅客周轉量P2通過旅客的不斷周轉t2促進汽車需求量P4，同樣公路貨物周轉量P3通過公路貨物周轉t3促進汽車需求量P4。

汽車需求量P4通過汽車供求比t4促進汽車銷售量P6，于此同時汽車銷售量P6促進汽車供求比t4。汽車銷售量P6通過汽車銷售t5促進汽車保有量P8，而汽車保有量P8和汽車報廢速度p9共同促進了汽車的報廢t6。

汽車電子技術的發展P11通過促進汽車維修水平t7進而減少汽車報廢量P10。相應的，國民生產總值P12、生產速度P13和原材料的使用P14共同促進產品的生產t8，影響生產速度P13，進而影響汽車供求比t4。

通過對以上影響因素的分析比較，可以得出結論：對汽車報廢量有影響的七個主要相關因素分別為：國內生產總值、城鎮居民收入、汽車產量、汽車銷量、汽車保有量、公路貨物周轉量以及旅客周轉量。

4 結語

本文在總結目前現行報廢汽車的影響因素分析方法基礎上，分析Petri網建模規則和特點，并進行Petri網在報廢汽車領域的應用性分析，構建了報廢汽車影響因素Petri網模型。對報廢汽車生命周期的深入分析，根據所建立的模型，確定影響汽車報廢量的七個因素。

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